簡析調(diào)速器對一次儀表的影響及處理辦法

莫文統(tǒng)

【摘要】調(diào)速器不但影響現(xiàn)場儀表測量準確度而且還影響了儀表的安全運行，現(xiàn)通過介紹調(diào)速器對現(xiàn)場一次儀表信號的干擾，并對其結(jié)果進行簡單地剖析，針對一些實例提出解決方法。

【關(guān)鍵詞】調(diào)速器 干擾 屏蔽 接地

【中圖分類號】U491.225 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2018）28-0290-01

引言

在過程控制中調(diào)速器作為一種新的調(diào)節(jié)器實現(xiàn)壓力、液位、流量等調(diào)節(jié)應(yīng)用越來越普遍，但也給控制帶來一些新的問題，主要原因是由于一次儀表過于接近調(diào)速器而影響一次儀表的正常工作，這些影響會造成儀表測量大的誤差，甚至使一次儀表不能正常工作，因此，本文將對這些問題進行分析，并舉例提出有效解決方法。

一、原因分析

一般情況下，影響儀表工作的主要干擾源是現(xiàn)場的供電電源和強電磁場波動，其中供電電源對儀表的影響不大且容易克服，只要選擇性能良好的電源變壓器，再將儀表的直流電源部分的濾波及穩(wěn)壓電路設(shè)計好就可以。這種影響對儀表的測量精度影響程度不大，也不會超出儀表的精度要求，因此可忽略不計。

強電磁場的干擾是由于電磁感應(yīng)而在儀表的電路中產(chǎn)生感應(yīng)電壓，因而影響儀表的正常工作或程序的正常運行。

所謂干擾，在測量過程中，往往會發(fā)現(xiàn)總是有一些無用的背景信號與被測信號疊加在一起，稱之為騷擾或噪聲。如果騷擾引起設(shè)備或系統(tǒng)的性能下降時，稱之為干擾。

對于強電磁場干擾，通常在儀表電路中加入濾波電路（用帶通濾波器或帶阻濾波器來抑制或消除干擾，將干擾信號阻斷或旁路濾除）。這類電路主要針對工頻干擾及高次諧波起作用，而對其它干擾即無任何作用，雖然有些先進的智能儀表具有數(shù)字濾波功能，可濾除一定頻率干擾信號，但對固定頻率的干擾起作用，對于變化頻率的干擾無法濾掉。

調(diào)速器運行會產(chǎn)生變化的強電磁場干擾，主要針對其運行對一次儀表誤差的影響來分析。依這個原因，接近調(diào)速器的儀表才會出現(xiàn)異常而產(chǎn)生誤差。

二、解決措施及實例

對于以上問題，儀表制造商可以開發(fā)新一代抗干擾儀表、或在現(xiàn)有儀表中加入抗干擾電路，而對于大多數(shù)正在運行的儀表則需要采取儀表外的現(xiàn)場抗干擾措施。比如屏蔽。所謂屏蔽：利用金屬材料制成容器，將需要防護的電路包圍在其中，可以防止電場或磁場耦合干擾的方法稱為屏蔽。屏蔽可分為靜電屏蔽、低頻磁屏蔽和電磁屏蔽等幾種。根據(jù)不同的對象，使用不同的屏蔽方式。

下面針對調(diào)速器對儀表產(chǎn)生的干擾問題，舉一些實例說明。

例1有幾個壓力測量系統(tǒng)，都是測量水池的液位，壓力變送器型號是33FTIF，現(xiàn)場安裝距離較近，二次表安裝在同一儀表盤上。上述系統(tǒng)自投入使用后一直正常，后來在附近安裝了一套調(diào)速器投入使用后，發(fā)現(xiàn)二次表的指示明顯降低，較現(xiàn)場同一測量的玻璃管指示值低近2米，經(jīng)查儀表及線路均正常，后試將調(diào)速器停下，儀表指示恢復(fù)正常，測變送器輸出電流在調(diào)速器運行時比停用時低，將屏蔽層單點接地，儀表指示系統(tǒng)恢復(fù)正常。

例2三臺Homeywell變送器，裝好投入使用后，經(jīng)常出現(xiàn)輸出信號波動較大，致使與之相關(guān)的控制誤動作。檢查變送器及相關(guān)儀表，均未發(fā)現(xiàn)問題，經(jīng)仔細觀察，發(fā)現(xiàn)該現(xiàn)象類似于用SFC通訊器調(diào)整變送器參數(shù)后確認時變送器重新初始化的狀態(tài)，而出現(xiàn)問題的時候都是附近的調(diào)速器正在運行或幾臺電機頻繁啟停的時間，其他時間一切正常，據(jù)上述情況分析，產(chǎn)生此現(xiàn)象的原因是由于調(diào)速器所產(chǎn)生的強電磁場干擾及電機頻繁啟停的尖峰脈沖干擾導(dǎo)致智能變送器自動復(fù)位。試在變送器的信號端子并接100V、4.7цF電容，問題得以解決，經(jīng)長期運行觀察，再無類似現(xiàn)象發(fā)生。

例3一臺Homeywell超聲波流量計，突然指示異常，指示值亂跳，輸出電流也跟著變化，或隔一段時間指示就回零，不能反映真實流量，而在此之前一直運行正常，檢查信號回波幅度較低，儀表自檢有時不能通過，認真檢查超聲波流量計探頭，轉(zhuǎn)換器等均未發(fā)現(xiàn)問題，將儀表移到此處，則也出現(xiàn)同樣現(xiàn)象，后發(fā)現(xiàn)附近新裝了一套變頻調(diào)節(jié)系統(tǒng)，而且正是調(diào)速器投用后流量計出現(xiàn)異常狀態(tài)的，將調(diào)速器停下來，儀表即恢復(fù)正常。再啟動調(diào)速器儀表指示又出現(xiàn)異常，連續(xù)反復(fù)實驗幾次均是如此，從而判斷出調(diào)速器的干擾是造成儀表指示異常的直接原因。采用將流量計輸出電流電纜并將屏蔽層與探頭信號線與地之間跨接電容等辦法均不能奏效，試將探頭信號負端與屏蔽層一同接地，儀表恢復(fù)正常，經(jīng)長時間觀察再沒發(fā)現(xiàn)問題。

例4一臺超聲波液位計，用作指示液位，原來運作正常，后將其轉(zhuǎn)換器的電流輸出信號和為新安裝的變頻液位調(diào)節(jié)系統(tǒng)的輸入，調(diào)速器根據(jù)輸入信號的變化自動調(diào)節(jié)頻率輸出，系統(tǒng)投運后每當調(diào)速器運行時，儀表的指示值各輸出電流就固定在某一值上，幾乎不發(fā)生任何變化，不能反映實際液位的變化情況，調(diào)速器停運，儀表就正常，采用前面的方法均不見效，將調(diào)節(jié)系統(tǒng)由自調(diào)改為手動調(diào)節(jié)狀態(tài)，斷開轉(zhuǎn)換器的電流輸出，儀表即正常，分析可能是儀表的輸出隔離特性較差，其輸出端受變頻器的干擾而影響整機工作，在儀表電流輸出與調(diào)速器調(diào)節(jié)系統(tǒng)輸入之間加裝調(diào)節(jié)系統(tǒng)也運行正常。

從上述幾例可以看出：現(xiàn)場解決調(diào)速器對一次儀表干擾的措施主要有以下幾點：

1.變頻器外殼必須屏蔽接地；變頻器若安裝在控制柜內(nèi)，控制柜外殼接地。

（接地：接地為防止觸電或保護設(shè)備的安全，把電力電訊等設(shè)備的金屬底盤或外殼接上地線；利用大地作電流回路接地線。在電力系統(tǒng)中，將設(shè)備和用電裝置的中性點、外殼或支架與接地裝置用導(dǎo)體作良好的電氣連接叫做接地。接地的功用除了將一些無用的電流或是噪聲干擾導(dǎo)入大地外，最大功用為保護使用者不被電擊。）

2.變頻器輸出線穿鋼管敷設(shè)，并與其他弱信號分別配線。

3.信號線不要與未屏蔽的電源線平行敷設(shè)。

4.儀表的信號電纜采用屏蔽電纜，并且將屏蔽層單點接地。

5.在模似信號（電壓、電流、電阻等信號）上并接電容或在信號與地之間跨接電容，電容的容量及耐壓值根據(jù)實際情況實驗確定。

6.對于超聲波類儀表，可將探頭信號線的負端與屏蔽層一同接地。

7.根據(jù)實際情況給儀表系統(tǒng)加裝隔離器或選配具有較好隔離性能的儀表，可以有效地消除干擾，同時，實現(xiàn)控制信號隔離為現(xiàn)場防爆提供了有利條件，而且也可以有效避免由于儀表匹配不當而產(chǎn)生的信號失真。

三、結(jié)束語

綜上所述，調(diào)速器對一次儀表測量的干擾不但比常見的工頻干擾大得多，而且較難克服。儀表受變頻器干擾而表現(xiàn)出的異?，F(xiàn)象依據(jù)儀表的種類、特性及現(xiàn)場情況等因素的變化而不同，但它們有一個共同點，即異常狀

參考文獻：

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